畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于labview的ns級(jí)陡波信號(hào)采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-02-05 19:28本頁面
【正文】 sing system of steep wave which based on the virtual instrument software platform LabVIEW was designed . Specially,in fact labview is introduced as a kind of the most representative graphical programming platforms in Virtual instrument field and realizing signal acquisition based on labview programming environment is studied. The system which is made of the front panel and program block diagram can plete the generatiion of vibration signals ,signals acquisiting and processing. In this system ， generating the subVi which bases on the waveform display in the front panel can acplish the wave parison much butter。 Whatˊ s more， this system also has the features such as realtime display, multiformat save,rehabilitation and so on。此設(shè)計(jì)的主要運(yùn)行平臺(tái)是 中文版軟件，然后在前面板和程序框圖部分完成信號(hào)發(fā)生采集處理的具體程序連接過程，據(jù)此盡可能的完成所要求的如存儲(chǔ)、打印、顯示查詢等相應(yīng)功能。隨著科技水平的提高，越來 越多的工程師和科學(xué)家已經(jīng)使用并一直使用 labview 來完成他們的各 行各業(yè)的工作如研究、開發(fā)、生產(chǎn)、測試工作，以及在諸如汽車、半 導(dǎo)體、電子、化學(xué)、電信、制藥等行業(yè)。 Labview 是一種有著圖形化編程語言的開發(fā)環(huán)境的軟件也就是通常所說的 G語言，其 labview 環(huán)境下的編寫代碼就是所謂的 G 語言代碼。目前基于 labview 的虛擬儀器儀表的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為測試工程師們的相當(dāng)好的選擇 基于 labview 的設(shè)計(jì)過程與一般的文本語言解決問題的思想類似大多數(shù)情況下包括如下幾個(gè)過程：設(shè)計(jì)需求分析、算法設(shè)計(jì)、算法實(shí)現(xiàn)、算法測試。考慮到如上情況也可以把 labview 程序叫 做 VI。 本設(shè)計(jì)中用到的 中文版有著英文版完全相同的功能特性，其最大好處就是為中國的本地用戶提供在母語環(huán)境下的界面、菜單、函數(shù)庫、幫助文檔等編程操作，實(shí)現(xiàn)軟件較好的各種功能設(shè)計(jì)、測試控制和防護(hù)工作。 除增加上面所述的實(shí)時(shí)模塊、仿真模塊以及嵌 入式開發(fā)模塊功能只見歲的改進(jìn)外，有最新增加了射頻和通信軟件調(diào)制工具包。而最鮮明的特點(diǎn)要算是包含了可下載的 OFDM 技術(shù)示例。 綜上所述，本設(shè)計(jì)采用基于 labview 的 中文版軟件。信號(hào)是信息的 傳輸載體，為了得到所要的信息必須在產(chǎn)生信號(hào)的前提下然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行較合適的加工分析和處理才能得到所想要的信息。而噪聲波形的產(chǎn)生主要有均河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 VI 勻白噪聲波形、高斯白噪聲波形、周期性隨機(jī)噪聲、 Gamna 噪聲波形、反冪律噪聲波形、二項(xiàng)分布的噪聲波形、貝努利（ Bernoulli）噪聲波形和 MLS 序列噪聲波形。 對(duì)于信號(hào)的處理部分其中又有兩個(gè)小環(huán)節(jié)一個(gè)是濾波環(huán)節(jié)，另一個(gè)是信號(hào)的時(shí)域和頻域處理分析。至于各部分所用到的相應(yīng)具體濾波和數(shù)據(jù)處理函數(shù)在后續(xù)章節(jié)都將有詳細(xì)闡述。在設(shè)計(jì)中這些目標(biāo)的完成是有著重要的意義和不一般的用 途，所以設(shè)計(jì)應(yīng)力求做到以上幾點(diǎn)。其中前面板部分還要有基于波形和數(shù)據(jù)參數(shù)的子 VI 設(shè)計(jì)，至此即按照本整體構(gòu)思來完成設(shè)計(jì)過程。各種函數(shù)節(jié)點(diǎn)可以在對(duì)應(yīng)的條件下完成各自的波形產(chǎn)生功能。當(dāng)然這幾種波形的疊加會(huì)對(duì)以后的波形處理有些許的誤差，但是誤差是可以考慮允許的，畢竟真實(shí)環(huán)境條件下的波形是有誤差的有時(shí) 或許 這 些誤差會(huì)成為主要成分 ， 但是本設(shè)計(jì)會(huì)稍微避開這些影響， 基于這點(diǎn)考慮所以本設(shè)計(jì)暫采用 如上介紹的 這種方法。如下圖所示， 這里是前面板的波形圖表控件部分 這是對(duì)應(yīng)的程序框圖的波形顯示程序節(jié)點(diǎn)，如下圖示 在這波形圖表上即可以實(shí)現(xiàn)波形和數(shù)據(jù)參數(shù)的顯示就相當(dāng)于硬件的示波器顯示屏部分。 對(duì)于子 VI 的顯示部分有基于 前面板的設(shè)計(jì)，在子 VI 中只有保存好設(shè)計(jì)的前面板其對(duì)應(yīng)的顯示就會(huì)完成。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 IX 波形數(shù)據(jù)處理部分的思路設(shè)計(jì) 對(duì)于波形數(shù)據(jù)的處理在 labview 軟件中有具體的處理函數(shù)：獲取波形成分、信號(hào)的時(shí)域分析、信號(hào)的頻域分析、信號(hào)的濾波。信號(hào)濾波環(huán)節(jié)又有 Butterworth 濾波器、 Chebyshev 濾波器、反Chebyshev 濾波器、橢圓濾波器、貝塞爾濾波器、中值濾波器等好多個(gè)濾波器節(jié)點(diǎn)函數(shù)。 經(jīng)過如上的幾種波形函數(shù)的特殊處理就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于要求的一些基本數(shù)據(jù)參數(shù)比如頻率，相位，幅值還有峰值點(diǎn)，脈沖持續(xù)時(shí)間等的獲取和顯示。 幾 種功能實(shí)現(xiàn)的具體方法考慮 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 X 雖然本設(shè)計(jì)是基于 中文版軟件的運(yùn)行環(huán)境下完成的，但是也曾經(jīng)考慮過要在外部硬件具體線路的連接下實(shí)現(xiàn)波形的發(fā)生過程同時(shí)利用示波器來顯示沒有處理的波形，由于實(shí)驗(yàn)條件的不成立和實(shí)現(xiàn)外部通訊端口鏈接問題的失敗所以考慮全部過程在軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。至于在程序的設(shè)計(jì)中一些具體節(jié)點(diǎn)和函數(shù)的連接同時(shí)也 是需要基于硬件條件的成立下才能完成的。只采用如上所述的節(jié)點(diǎn)有瞬態(tài)特性測量、幅值和電平測量、峰值檢測、提取單頻信息等四個(gè)。 關(guān)于本設(shè)計(jì)幾種功能實(shí)現(xiàn)的全部思考和最后選擇目前就先只有這些了，在以后的深入中當(dāng)問題出現(xiàn)了再做進(jìn)一步的分析和優(yōu)化。 系統(tǒng)的前面板設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的前面板是相當(dāng)于實(shí)際中的示波器顯示屏但是又可以達(dá)到同時(shí)顯示處理前后的波形對(duì)比效果以此來更加的突出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性，前面板中放置有兩個(gè)波形圖控件除此之外還有第二個(gè)波形數(shù)據(jù)處理參數(shù)。這其中用到的各個(gè)函數(shù)節(jié)點(diǎn)像高斯單脈沖和 Sinc信號(hào)還有 Butterworth和貝塞爾濾波器峰值檢測等都可以在框圖中分辨出來，至于用到的波形圖控件也有相應(yīng)的節(jié) 點(diǎn) 來 對(duì) 應(yīng) 顯 示 ， 至 此 所 有 的 程 序 編 制 內(nèi) 容 就 如 下 可 有 ： 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 XIII 如上是有以高斯單脈沖和 Sinc信號(hào)為基波以高斯白和 Gamma噪聲為干擾信號(hào)的波形發(fā)生程序。在這里有些函數(shù)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的端口沒有顯示出來是因?yàn)榭紤]到了圖形的簡化和有用性。 關(guān)于圖形濾波的幾點(diǎn)考慮 基于 軟件的濾波器實(shí)際上是一種數(shù)字濾波器，它擁有比實(shí)物濾波器更加鮮明的特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)中正是考慮到如此這些特點(diǎn)后才選用數(shù)字濾波器，而由于是陡波信號(hào)的特殊性，在眾多的濾波器中才決定選用 Butterworth 濾波器和貝塞爾濾波器。而像 Chebyshev濾波器、反 Chebyshev 濾波器、橢圓濾波器、中值濾波器等函數(shù)都存在或多或少的基于本設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)如低通、帶阻、頻率截止點(diǎn)不合理等。 基于前面板波形圖顯示的子 VI 部分設(shè)計(jì) 由于 軟件本身的程序設(shè)計(jì)都具有結(jié)構(gòu)化和層次化的特征，所以為了實(shí)現(xiàn)程序的多次調(diào)用同時(shí)又不用重復(fù)編寫代碼，是設(shè)計(jì)本身的復(fù)雜性動(dòng)作變得 更加容易，于是子 VI 的創(chuàng)建是必須的。 在程序設(shè)計(jì)過程
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